Керосиновая лампа (также известная как парафиновая лампа в некоторых странах) — это тип осветительного прибора, в котором в качестве топлива используется керосин . Керосиновые лампы имеют фитиль или калильную сетку в качестве источника света, защищенные стеклянной трубой или колпаком; лампы могут использоваться на столе, или ручные фонари могут использоваться для переносного освещения. Как и масляные лампы , они полезны для освещения без электричества, например, в регионах без сельской электрификации , в электрифицированных районах во время отключений электроэнергии , в кемпингах и на лодках . Существует три типа керосиновых ламп: с плоским фитилем, с центральным тягой (трубчатый круглый фитиль) и калильная лампа. Керосиновые фонари, предназначенные для переносного использования, имеют плоский фитиль и изготавливаются в вариантах с погасшим пламенем, горячим дутьем и холодным дутьем.
В герметичных керосиновых лампах используется газовая калильная сетка ; они известны как Petromax , лампы Tilley или лампы Coleman , среди прочих производителей. Они производят больше света на единицу топлива, чем фитильные лампы, но они более сложны и дороги в конструкции и более сложны в эксплуатации. Ручной насос нагнетает воздух, который выдавливает жидкое топливо из резервуара в газовую камеру. Пар из камеры сгорает, нагревая калильную сетку до накала и выделяя тепло.
Керосиновые лампы широко используются для освещения в сельских районах Африки и Азии, где электричество не распределяется или стоит слишком дорого. По состоянию на 2005 год керосин и другие методы освещения на основе топлива потребляют приблизительно 77 миллиардов литров (20 миллиардов галлонов США) топлива в год, что эквивалентно 8,0 миллионам гигаджоулей (1,3 миллиона баррелей нефтяного эквивалента) в день. [1] [2] Это сопоставимо с годовым потреблением реактивного топлива в США в размере 76 миллиардов литров (20 миллиардов галлонов США) в год. [3] [ неправильный синтез? ]
В 1813 году Джон Тилли изобрел гидропневматическую духовую трубку. [4] В 1818 году Уильям Генри Тилли, газовый слесарь, изготавливал газовые лампы в Сток-Ньюингтоне . [5]
В 1846 году Авраам Пинео Геснер изобрел заменитель китового жира для освещения, перегнанный из угля. Позже, сделанный из нефти, керосин стал популярным топливом для освещения. Современные и самые популярные версии парафиновой лампы были позже сконструированы польским изобретателем и фармацевтом Игнацием Лукасевичем во Львове в 1853 году . [6] [7] [8] [9] Это было значительное улучшение по сравнению с лампами, предназначенными для сжигания растительного или спермового масла.
В 1914 году компания Coleman Company представила лампу давления Coleman Lantern . [10] [11] [12]
В 1919 году компания Tilley High-Pressure Gas Company начала использовать керосин в качестве топлива для ламп. [13]
Лампа с плоским фитилем — это простой тип керосиновой лампы, в которой керосин, втягиваемый через фитиль капиллярным способом , сжигается . Если лампа такого типа разобьется, она может легко стать причиной пожара. Лампа с плоским фитилем имеет топливный бак (фонтан) с прикрепленной горелкой лампы. Четыре штыря, прикрепленные к топливному баку, удерживают стеклянную трубу, которая препятствует задуванию пламени и усиливает термически вызванную тягу . Стеклянной трубе требуется «горловина» или небольшое сужение, чтобы создать надлежащую тягу для полного сгорания топлива; тяга переносит больше воздуха (кислорода) мимо пламени, помогая производить бездымный свет, который ярче, чем у открытого пламени.
Дымоход используется для более важной задачи. Держатель калильной сетки/фитиля имеет отверстия по внешним краям. Когда фонарь зажжен и прикреплен калильная сетка, термически вызванная тяга втягивает воздух через эти отверстия и проходит над верхом калильной сетки, как и калильная сетка в вашем доме. Это оказывает охлаждающий эффект и предохраняет калильную сетку от перегрева. Без правильно установленной калильной сетки существует определенное условие безопасности. Это еще более важно при использовании ламп Алладина. Они также имеют более тонкую калильную сетку, чтобы вызвать более быстрый поток воздуха. Эту информацию следует соблюдать независимо от типа используемого фонаря.
Ламповая горелка имеет плоский фитиль, обычно сделанный из хлопка . Нижняя часть фитиля погружается в источник и впитывает керосин; верхняя часть фитиля выходит из фитильной трубки ламповой горелки, которая включает в себя механизм регулировки фитиля. Регулировка того, насколько фитиль выступает над фитильной трубкой, контролирует пламя. Фитильная трубка окружает фитиль и обеспечивает поступление нужного количества воздуха в ламповую горелку. Регулировка обычно выполняется с помощью небольшой ручки, управляющей криком, который представляет собой зубчатую металлическую звездочку, опирающуюся на фитиль. Если фитиль слишком высок и выходит за пределы конуса горелки в верхней части фитильной трубки, лампа будет производить дым и сажу (несгоревший углерод). Когда лампа зажигается, керосин, который впитал фитиль, сгорает и производит чистое, яркое, желтое пламя . По мере сгорания керосина капиллярное действие в фитиле вытягивает больше керосина из топливного бака. Все керосиновые лампы с плоским фитилем используют конструкцию горелки с мертвым пламенем, где пламя подается холодным воздухом снизу, а горячий воздух выходит сверху.
Этот тип ламп очень широко использовался на железных дорогах, как спереди, так и сзади поездов, а также для подачи ручных сигналов, благодаря своей надежности. В то время, когда ночью за пределами крупных городов было мало конкурирующих источников света, ограниченная яркость этих ламп была достаточной и могла быть видна на достаточном расстоянии, чтобы служить предупреждением или сигналом.
Лампа с центральным тяговым усилием является продолжением принципов, используемых в лампе Аргана 1780 года. Она также использует трубчатый круглый фитиль и имеет забор воздуха под пламенем в стеклянную трубу. Поскольку китовый жир , используемый в лампе Аргана, имеет высокую вязкость , было необходимо разместить резервуар с маслом выше пламени самой лампы, чтобы позволить маслу течь под давлением, вызванным гравитацией . Керосин имеет гораздо меньшую вязкость и может транспортироваться через фитиль за счет капиллярного эффекта . Это позволило установить резервуар с маслом под пламенем. Резервуары с маслом были сделаны с полой трубкой посередине, которая транспортировала воздух из-под резервуара с маслом в пламя. [14] Трубчатый плетеный фитиль (или плоский фитиль, свернутый в трубку, шов которой затем сшивается, образуя полный фитиль) размещается вокруг этой трубки. Затем трубчатый фитиль устанавливается в «носитель», который представляет собой некую форму зубчатой рейки, которая входит в зацепление с шестернями механизма подъема фитиля горелки и позволяет поднимать и опускать фитиль. Фитиль перемещается между внутренней и внешней трубками фитиля; внутренняя трубка фитиля (центральная тяговая трубка) обеспечивает «центральную тягу» или тягу, которая подает воздух к рассекателю пламени. Когда лампа зажигается, центральная тяговая трубка подает воздух к рассекателю пламени, который распространяет пламя в огненное кольцо и позволяет лампе гореть чисто.
В 1865 году берлинская компания Wild & Wessel изобрела Kosmos Brenner. [15] В этой лампе использовался плоский фитиль, который был сложен открытым внизу и постепенно сложенным наверху. Это обеспечивало поток воздуха в центре пламени, как в горелке с центральной тягой. Только здесь забор воздуха осуществляется над резервуаром для масла и под самой горелкой. Это позволяет избежать необходимости в полой трубке по всей высоте резервуара. Это упрощает использование керамических или стеклянных резервуаров для масла. В то время как в Kosmos Brenner не используется рассекатель пламени, в керосиновых лампах с другой боковой тягой он используется. Примерами являются Ideal Brenner и Matador Brenner от Ehrich and Graetz
В 1865 году на рынке появилась также лампа Duplex. Это был очень популярный тип керосиновой лампы в Великобритании.
Разновидностью лампы с «центральным тягой» является лампа с калильной сеткой. Калильная сетка представляет собой примерно грушевидную сетку из ткани, надеваемую на горелку. Калильная сетка обычно содержит торий или другие соли редкоземельных металлов ; при первом использовании ткань сгорает, а соли редкоземельных металлов преобразуются в оксиды, оставляя очень хрупкую структуру, которая раскаляется (ярко светится) под воздействием тепла пламени горелки. Лампы с калильной сеткой значительно ярче ламп с плоским или круглым фитилем, дают более белый свет и выделяют больше тепла . Лампы с калильной сеткой обычно расходуют топливо быстрее, чем лампы с плоским фитилем, но медленнее, чем лампы с центральным тягой и круглым фитилем, поскольку они зависят от небольшого пламени, нагревающего калильную сетку, а не от самого пламени.
Лампы-калитки почти всегда достаточно яркие, чтобы использовать абажур, и нескольких ламп-камин может быть достаточно, чтобы обогреть небольшое здание в холодную погоду. Лампы-камин из-за более высокой температуры , при которой они работают, не производят много запаха, за исключением случаев, когда они впервые зажжены или потушены. Как и лампы с плоским и круглым фитилем, их можно регулировать по яркости; однако следует проявлять осторожность, потому что если установить слишком высоко, труба лампы и калитка могут покрыться черными участками сажи. Лампа, установленная слишком высоко, сожжет свою сажу безвредно, если быстро ее выключить, но если ее не поймать достаточно быстро, сама сажа может воспламениться, и может возникнуть состояние «убегающей лампы».
Все негерметичные калильные лампы основаны на лампе Аргана, которая была усовершенствована корзинной калильной лампой Клэмонда . Эти лампы были популярны с 1882 года до вскоре после Второй мировой войны, когда электрификация сельской местности сделала их устаревшими. Aladdin Lamps — единственный производитель ламп этого стиля на сегодняшний день. [16] Даже они теперь продают электрические светильники, которые подходят к лампам старого стиля.
Большие фиксированные герметичные керосиновые лампы с калильной сеткой использовались в маяках для навигации кораблей, они были ярче и потребляли меньше топлива, чем масляные лампы, использовавшиеся ранее. [17] Ранняя версия газовой калильной лампы, керосин испарялся вторичной горелкой, которая создавала давление в баке с керосином, который обеспечивал центральную тягу. Как и все газовые калильные лампы, единственная цель горелки — поддерживать пламя, нагревающее калильную сетку, которая в 4-5 раз ярче самого фитиля. Фонарь Коулмена является прямым потомком этого типа лампы.
Керосиновый фонарь, также известный как «амбарный фонарь» или «ураганный фонарь», представляет собой лампу с плоским фитилем, предназначенную для переносного и наружного использования. Они изготавливаются из спаянных или спрессованных вместе листовых штампованных деталей, причем наиболее распространенным материалом является луженая листовая сталь, за которой следуют латунь и медь. Существует три типа: с глухим пламенем, с горячим дутьем и с холодным дутьем. Оба типа фонарей — с горячим дутьем и с холодным дутьем — называются трубчатыми фонарями и безопаснее ламп с глухим пламенем, поскольку опрокидывание трубчатого фонаря перекрывает подачу кислорода к горелке и гасит пламя в течение нескольких секунд. [18]
Самые ранние переносные керосиновые фонари "стеклянный шар" 1850-х и 1860-х годов были типа "мертвого пламени", то есть имели открытый фитиль, но поток воздуха к пламени строго контролировался в восходящем движении комбинацией вентиляционных отверстий в нижней части горелки и открытого сверху дымохода. Это имело эффект устранения сквозняков из стороны в сторону и, таким образом, значительно уменьшало или даже устраняло мерцание, которое может возникнуть при открытом пламени.
Более поздние фонари, такие как фонари с горячим и холодным дутьем, еще больше усовершенствовали этот контроль воздушного потока, частично или полностью заключив фитиль в «дефлектор» или «конус горелки», а затем направляя воздух, подаваемый для горения, к фитилю, одновременно предварительно нагревая воздух для горения.
Конструкция с горячим дутьем, также известная как «трубчатый фонарь» из-за металлических трубок, используемых в ее конструкции, была изобретена Джоном Х. Ирвином и запатентована 4 мая 1869 года . [19] Как отмечено в патенте, «новый способ построения фонаря, при котором ветер, вместо того чтобы воздействовать на пламя таким образом, чтобы погасить его, служит для поддержки или поддержания и предотвращения его погасания». Это усовершенствование по сути перенаправило ветер, который обычно мог бы стремиться погасить пламя незащищенного фонаря с погасшим пламенем, вместо этого перенаправляется, замедляется, предварительно нагревается и подается в горелку, чтобы фактически поддерживать и способствовать сгоранию топлива.
Позже Ирвин усовершенствовал эту конструкцию, изобретя и запатентовав 6 мая 1873 года свою конструкцию с холодным дутьем . [20] Эта конструкция похожа на его более раннюю конструкцию с «горячим дутьем», за исключением того, что обедненные кислородом горячие побочные продукты сгорания перенаправляются и предотвращаются от рециркуляции обратно в горелку путем перепроектирования впускных продуктов, так что из атмосферы в лампу втягивается только богатый кислородом свежий воздух («впускные отверстия для свежего воздуха размещены вне восходящего потока продуктов сгорания, и таким образом предотвращается попадание указанных продуктов [в воздухозаборник]» [20] ). Основным преимуществом этой конструкции по сравнению с более ранней конструкцией с «горячим дутьем» было максимизировать количество кислорода, доступного для сгорания, путем обеспечения подачи в горелку только свежего воздуха, тем самым увеличивая яркость и устойчивость пламени. [Примечание 1]
Загрязнение лампового топлива даже небольшим количеством бензина приводит к снижению температуры вспышки и повышению давления паров топлива, что может иметь потенциально опасные последствия. Пары пролитого топлива могут воспламениться; пар, оставшийся над жидким топливом, может привести к избыточному давлению и пожарам. Керосиновые лампы по-прежнему широко используются в районах без электрического освещения; стоимость и опасность сжигания топлива продолжают вызывать беспокойство во многих странах. [21]
Всемирная организация здравоохранения считает керосин загрязняющим топливом и рекомендует «правительствам и специалистам немедленно прекратить пропаганду его использования в быту». [22] Керосиновый дым содержит большое количество вредных твердых частиц , а использование керосина в быту связано с более высоким риском рака, респираторных инфекций, астмы, туберкулеза, катаракты и неблагоприятных исходов беременности. [23]
Лампы с плоским фитилем имеют самую низкую светоотдачу, лампы с центральным тяговым элементом и круглым фитилем имеют светоотдачу в 3–4 раза большую, чем лампы с плоским фитилем, а лампы под давлением имеют еще более высокую светоотдачу; диапазон составляет от 8 до 100 люменов . Керосиновая лампа, вырабатывающая 37 люменов в течение 4 часов в день в течение месяца (120 часов), потребляет около 3 литров (6,3 американских пунктов; 5,3 импл. пунктов) керосина. [24]
12,57 люмен = 1 CP
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)